本實(shí)用新型涉及一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，屬于變速器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前常見的油電混合動(dòng)力汽車變速器均采用單排或雙排行星輪系將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力合成并分配而構(gòu)成動(dòng)力合成組件。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，分別最多只能實(shí)現(xiàn)4或3個(gè)前進(jìn)檔位，不能充分提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。采用多個(gè)檔位的混合動(dòng)力自動(dòng)變速器對(duì)保持發(fā)動(dòng)機(jī)工作的高效區(qū)，降低整車油耗，提高混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性、延長續(xù)駛里程具有重要意義。

中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)?01220408038.9)，公開了一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)、第二電機(jī)、行星齒輪構(gòu)件，其特征在于，還包括設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)與第一電機(jī)之間的第一離合裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)與行星齒輪構(gòu)件之太陽輪之間的第二離合裝置、設(shè)置于齒圈與車體固定件之間的第三離合裝置以及設(shè)置于第二電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間的第四離合裝置。該驅(qū)動(dòng)裝置利用離合裝置與一套行星齒輪機(jī)構(gòu)相配合，實(shí)現(xiàn)車輛三檔以上輸出。該專利采用單排行星輪系將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力合成并分配而構(gòu)成混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置不能夠?qū)崿F(xiàn)多檔驅(qū)動(dòng)，不能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。

中國專利文件(申請(qǐng)?zhí)?00680027536.6)，公開了一種采用雙馬達(dá)分離方式的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，其可以確保低速范圍的加速性能，并且高速范圍的燃油效率也很高。具備與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)連結(jié)的輸入軸、與車輪驅(qū)動(dòng)連結(jié)的輸出軸，具備第一電動(dòng)機(jī)及第二電動(dòng)機(jī)，具備依轉(zhuǎn)速的順序構(gòu)成第一、第二、第三旋轉(zhuǎn)要素的動(dòng)力分配用行星齒輪，其中第一電動(dòng)機(jī)與第一旋轉(zhuǎn)要素連接，輸入軸與第二旋轉(zhuǎn)要素連接，中間傳動(dòng)軸和第二電動(dòng)機(jī)與第三旋轉(zhuǎn)要素連接，并且具備變速器，其具有多個(gè)變速級(jí)，將從中間傳動(dòng)軸傳遞來的動(dòng)力向輸出軸輸出，該變速器的多個(gè)變速級(jí)至少具備增速變速級(jí)和減速變速級(jí)。該專利采用雙排行星行星輪系將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力合成并分配，串聯(lián)兩個(gè)單排行星行星輪系構(gòu)成的變速器而形成雙馬達(dá)分離方式的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)檔位選擇性小，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，該裝置將三個(gè)單排行星行星輪系并聯(lián)的混合動(dòng)力自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)，可提供純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)、行車發(fā)電和再生制動(dòng)5種工作模式，在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，共可獲得9個(gè)前進(jìn)擋，2個(gè)倒退檔，且發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)等動(dòng)力系統(tǒng)以及離合器、制動(dòng)器等結(jié)合元件具有合理的布置，整體結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，包括動(dòng)力系統(tǒng)、帶有結(jié)合元件的傳動(dòng)系統(tǒng)；

動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)E、電機(jī)M1、電機(jī)M2；

傳動(dòng)系統(tǒng)包括三個(gè)單排行星行星排，行星排包括太陽輪、行星輪、齒圈和行星架，三個(gè)行星排并聯(lián)連接，其中一個(gè)行星排連接輸出軸；

結(jié)合元件包括離合器、制動(dòng)器；

動(dòng)力系統(tǒng)通過離合器與行星排相連，制動(dòng)器與行星排相連。

根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，離合器和制動(dòng)器的數(shù)量均為四個(gè)，四個(gè)離合器分別為離合器C1、離合器C2、離合器C3、離合器C4，四個(gè)制動(dòng)器分別為制動(dòng)器B1、制動(dòng)器B2、制動(dòng)器B3、制動(dòng)器B4；

三個(gè)行星排分別為行星排X1、行星排X2、行星排X3，行星排X1包括太陽輪S1、行星輪P1、齒圈R1、行星架PC1，行星排X2包括太陽輪S2、行星輪P2、齒圈R2、行星架PC2，行星排X3包括太陽輪S3、行星輪P3、齒圈R3、行星架PC3；

行星排X1的行星架PC1與行星排X2的太陽輪S2相連；行星排X1的太陽輪S1與行星排X2的行星架PC2相連；行星排X2的行星架PC2與行星排X3的太陽輪S3相連；行星排X2的齒圈R2與行星排X3的齒圈R3相連。使得行星排X1、X2、X3形成并聯(lián)方式連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，電機(jī)M1通過離合器C1與行星排X1的齒圈R1相連；電機(jī)M2通過離合器C4與行星排X3的齒圈R3相連；發(fā)動(dòng)機(jī)E通過離合器C2與行星排X1的行星架PC1相連；發(fā)動(dòng)機(jī)E通過離合器C3與行星排X3的太陽輪S3相連。

進(jìn)一步優(yōu)選的，制動(dòng)器B1與齒圈R1連接；制動(dòng)器B2與行星架PC1連接；制動(dòng)器B3與行星架PC2連接；制動(dòng)器B4與齒圈R3連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的，行星排X3的行星架PC3與輸出軸相連。

利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，包括步驟如下：

靜止?fàn)顟B(tài)下，接合離合器C1，使電機(jī)M1進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)齒圈R1作為動(dòng)力輸入件，若制動(dòng)器B4工作制動(dòng)齒圈R3，實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)起步；若制動(dòng)器B3工作制動(dòng)行星架PC2，實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)倒檔；

行駛狀態(tài)下，離合器C4接合電機(jī)M2工作，此時(shí)齒圈R3作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B3、制動(dòng)器B2、制動(dòng)器B1分別制動(dòng)行星架PC2、行星架PC1、齒圈R1時(shí)，獲得3個(gè)減速檔，分別為電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔、電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔、電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速3檔。

純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行行車發(fā)電的步驟如下：在電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔或電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔時(shí)，接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，電機(jī)M2的一部分能量分流至電機(jī)M1轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，包括步驟如下：

靜止?fàn)顟B(tài)下，若電量低至不足以驅(qū)動(dòng)車輛起步時(shí)，接合離合器C2，發(fā)動(dòng)機(jī)E工作，此時(shí)行星架PC1作為動(dòng)力輸入件，若制動(dòng)器B4制動(dòng)齒圈R3實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)起步；若制動(dòng)器B3制動(dòng)行星架PC2實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)倒檔；

行駛狀態(tài)下，純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)滿足不了行駛要求時(shí)，接合離合器C2發(fā)動(dòng)機(jī)E工作，此時(shí)行星架PC1作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B4制動(dòng)齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔；分離離合器C2，接合離合器C3發(fā)動(dòng)機(jī)E工作，此時(shí)太陽輪S3作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B4制動(dòng)齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔；分離制動(dòng)器B4，接合離合器C3、離合器C2，此時(shí)太陽輪S3和行星架PC1共同作為動(dòng)力輸入件，進(jìn)入直接檔；分離離合器C2，保留離合器C3結(jié)合，此時(shí)太陽輪S3作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B1制動(dòng)齒圈R1，進(jìn)入超速1檔；分離制動(dòng)器B1，制動(dòng)器B2制動(dòng)行星架PC1，進(jìn)入超速2檔。

發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行行車發(fā)電的步驟如下：在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔時(shí)，接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)；在直接檔或超速2檔時(shí)，接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1和電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)；在超速1檔時(shí)接合離合器C4，啟用電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)E的一部分能量分流至電機(jī)M1或(和)M2，轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，包括步驟如下：

結(jié)合離合器C3和離合器C4，其他結(jié)合元件不工作，由電機(jī)M2和發(fā)動(dòng)機(jī)E分別帶動(dòng)S3和R3共同驅(qū)動(dòng)PC3輸出，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。

聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行行車發(fā)電的步驟如下：接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)E和電機(jī)M2一部分能量分流至電機(jī)M1，轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

利用上述油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，包括步驟如下：

接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1與電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)，將制動(dòng)剎車產(chǎn)生的能量通過電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案能提供純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、聯(lián)合驅(qū)動(dòng)、行車發(fā)電、再生制動(dòng)5種工作模式。純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下可提供4個(gè)前進(jìn)檔；發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式下可提供5個(gè)前進(jìn)檔。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，更有效發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的高效工作區(qū)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

本實(shí)用新型提供兩種起步方案，在電量充足情況下，利用電機(jī)M1起步；在電量低情況下，利用發(fā)動(dòng)機(jī)起步。在城市低速行駛路況下，電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)，可產(chǎn)生3個(gè)前進(jìn)檔；車輛處于爬坡等需要大轉(zhuǎn)矩的行駛工況時(shí)，電機(jī)M2與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合工作驅(qū)動(dòng)車輛。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案在電池容量低時(shí)，電機(jī)M1、M2同時(shí)或分別進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式為蓄電池充電。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案在中等制動(dòng)強(qiáng)度或長下坡制動(dòng)時(shí)，電機(jī)M1、M2同時(shí)進(jìn)入發(fā)電機(jī)模式回收制動(dòng)能量。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，各檔位只需2個(gè)結(jié)合元件工作，換檔控制方便。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：M1為電機(jī)；M2為電機(jī)；E為發(fā)動(dòng)機(jī)；C1為離合器；C2為離合器；C3為離合器；C4為離合器；B1為制動(dòng)器；B2為制動(dòng)器；B3為制動(dòng)器；B4為制動(dòng)器；R1為齒圈；R2為齒圈；R3為齒圈；P1為行星輪；P2為行星輪；P3為行星輪；PC1為行星架；PC2為行星架；PC3為行星架；S1為太陽輪；S2為太陽輪；S3為太陽輪；O為輸出軸；X1為行星排；X2為行星排；X3為行星排。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供的一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，包括帶有結(jié)合元件的傳動(dòng)系統(tǒng)；其特征在于：所述動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)E、電機(jī)M1、電機(jī)M2；所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括行星排X1、行星排X2、行星排X3以及離合器C1、離合器C2、離合器C3、離合器C4、制動(dòng)器B1、制動(dòng)器B2、制動(dòng)器B3、制動(dòng)器B4等結(jié)合元件。

行星排X1由太陽輪S1、行星輪P1、行星架PC1、齒圈R1組成；行星排X2由太陽輪S2、行星輪P2、行星架PC2、齒圈R2組成；行星排X3由太陽輪S3、行星輪P3、行星架PC3、齒圈R3組成。

太陽輪S1、行星架PC2、太陽輪S3三個(gè)構(gòu)件相連；行星架PC1和太陽輪S2相連；齒圈R2和齒圈R3相連；行星架PC3與輸出軸O相連。

電機(jī)M1通過離合器C1與齒圈R1連接；電機(jī)M2通過離合器C4與齒圈R3連接；發(fā)動(dòng)機(jī)E通過離合器C2、離合器C3分別與行星架PC1、太陽輪S3連接。

制動(dòng)器B1與齒圈R1相連；制動(dòng)器B2與行星架PC1相連；制動(dòng)器B3與行星架PC2相連；制動(dòng)器B4與齒圈R3相連。

實(shí)施例2：

利用實(shí)施例1提供的一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)工作模式，純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下能實(shí)現(xiàn)4個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔，具體實(shí)施方案見表1。

接合離合器C1電機(jī)M1工作，齒圈R1作為動(dòng)力輸入件，若制動(dòng)器B4工作制動(dòng)齒圈R3，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)起步；若制動(dòng)器B3工作制動(dòng)行星架PC2，實(shí)現(xiàn)倒檔。

低速行駛工況下，使車輛工作在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式下，離合器C4接合電機(jī)M2工作，齒圈R3作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B3、制動(dòng)器B2、制動(dòng)器B1分別制動(dòng)行星架PC2、行星架PC1、齒圈R1時(shí)，可獲得3個(gè)減速檔。

表1純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式傳動(dòng)情況

實(shí)施例3：

利用實(shí)施例1提供的一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工作模式，發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式下能實(shí)現(xiàn)5個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔，具體實(shí)施方案見表2。

若電量低至不足以驅(qū)動(dòng)車輛起步時(shí)，接合離合器C2，發(fā)動(dòng)機(jī)E工作，行星架PC1作為動(dòng)力輸入件，若制動(dòng)器B4制動(dòng)齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔，驅(qū)動(dòng)起步前進(jìn)；若制動(dòng)器B3制動(dòng)行星架PC2實(shí)現(xiàn)倒檔。分離離合器C2，接合離合器C3發(fā)動(dòng)機(jī)E工作，太陽輪S3作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B4制動(dòng)齒圈R3，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔；分離制動(dòng)器B4，接合離合器C3、離合器C2，太陽輪S3和行星架PC1共同作為動(dòng)力輸入件，進(jìn)入直接檔；分離離合器C2，保留離合器C3結(jié)合，太陽輪S3作為動(dòng)力輸入件，制動(dòng)器B1制動(dòng)齒圈R1，進(jìn)入超速1檔；分離制動(dòng)器B1，制動(dòng)器B2制動(dòng)行星架PC1，進(jìn)入超速2檔。

表2發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工作模式傳動(dòng)情況

實(shí)施例4：

利用實(shí)施例1提供的一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)工作模式，聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式實(shí)施方式如下：

車輛處于加速、爬坡、重載等需要大轉(zhuǎn)矩的行駛工況時(shí)，切換至聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式，結(jié)合離合器C3和離合器C4，由電機(jī)M2和發(fā)動(dòng)機(jī)E聯(lián)合驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。

實(shí)施例5：

利用實(shí)施例1提供的一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，當(dāng)電池電量較低或負(fù)荷較低時(shí)，啟用電機(jī)以發(fā)電模式工作，為蓄電池充電。在不同的驅(qū)動(dòng)模式下，行車發(fā)電模式實(shí)施方式見表3。

純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔和電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔時(shí)接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，電機(jī)M2的一部分能量分流至電機(jī)M1轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速1檔和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速2檔時(shí)接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)；直接檔和超速2檔時(shí)接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1和電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)；超速1檔時(shí)接合離合器C4，啟用電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)E的一部分能量分流至電機(jī)M1或(和)M2，轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，接合離合器C1，啟用電機(jī)M1為發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)E和電機(jī)M2一部分能量分流至電機(jī)M1，轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

表3行車發(fā)電模式電機(jī)工作狀態(tài)

實(shí)施例6：

利用實(shí)施例1提供的一種油電混合動(dòng)力自動(dòng)變速器，其再生制動(dòng)模式實(shí)施方式如下：

中等制動(dòng)強(qiáng)度及長下坡制動(dòng)時(shí)，接合離合器C1和離合器C4，啟用電機(jī)M1與電機(jī)M2為發(fā)電機(jī)，將制動(dòng)剎車產(chǎn)生的能量通過電機(jī)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)至蓄電池中。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型的說明書而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效變換，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。